Microscopia holografica digital aplicada al estudio de procesos micro- fluidicos en materiales nano-porosos

MARTÍNEZ M. F.; MONALDI A. C.; SALLESE M.; GUZMÁN J. A.; BUDINI N.; URTEAGA R.

BARILOCHE

Congreso; 107 RAFA; 2022

Instituto Balseiro

Muchas aplicaciones tecnológicas recientes involucran la presencia y el control de fluidos altamente confinados en espacios geométricamente pequeños, lo cual se conoce como micro-fluidica. El interés reside en que las pequeñas escalas brindan grandes ventajas respecto a los procesos a macro escala: rapidez, portabilidad, alta resolución, mayor sensibilidad, etc. Un proceso microfluíidico involucra el comportamiento de un fluido confinado en un entorno pequeño, limitado. A partir de su estudio, es posible conocer la dinámica del fluido, así como también, características morfológicas del entorno mencionado [1]. En particular, en este trabajo se estudia el proceso de secado de una gota de alcohol isobutíilico colocada sobre la superficie de una membrana nano-porosa de silicio. La presencia del fluido dentro de la membrana genera variaciones en el camino óptico de la luz que la atraviesa, a medida que la gota se evapora.Estas variaciones se estudian a partir de microscopía holográfica digital, una técnica no invasiva que permite realizar un estudio detallado del proceso, al amplificar la información obtenida. Así, a partir del procesamiento de hologramas digitales que se registran conforme evoluciona el proceso, se tiene acceso a información cuantitativa de fase, relacionada con las variaciones de índice de refracción y espesor en el interior de la membrana. Al analizar hologramas sucesivos, se puede identificar una zona claramente definida que da cuenta de la retracción de la gota en la muestra, a medida que se evapora y de la fracción de llenado de los poros en función de la posición. Estos resultados representan un avance para la caracterización de estos materiales, así como una alternativa para el estudio experimental del comportamiento fluido dinámico a esa escala.[1] Huber, P. (2015). Soft matter in hard confinement: phase transition thermodynamics, structure, texture, diffusion and flow in nanoporous media. Journal of Physics: Condensed Matter, 27(10), 103102.